jDttSP/win/main.c

   1 /* main.c
   2
   3 This file is part of a program that implements a Software-Defined Radio.
   4
   5 Copyright (C) 2004 by Frank Brickle, AB2KT and Bob McGwier, N4HY
   6
   7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10 (at your option) any later version.
  11
  12 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 GNU General Public License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 along with this program; if not, write to the Free Software
  19 Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  20
  21 The authors can be reached by email at
  22
  23 ab2kt@arrl.net
  24 or
  25 rwmcgwier@comcast.net
  26
  27 or by paper mail at
  28
  29 The DTTS Microwave Society
  30 6 Kathleen Place
  31 Bridgewater, NJ 08807
  32 */
  33
  34 #include <common.h>
  35
  36 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  37 extern void process_samples(float *, float *, int);
  38 extern void setup_workspace(void);
  39
  40 #ifdef _WINDOWS
  41
  42 #define PARMPATH NULL
  43 #define RINGMULT (4)
  44 #define METERPATH NULL
  45 #define METERMULT (2)
  46 #define PWSPATH NULL
  47 #define PWSMULT (32768)
  48 #define TEST
  49
  50 #else
  51
  52 #define PARMPATH "./IPC/SDR-1000-0-commands.fifo"
  53 #define RINGMULT (4)
  54 #define METERPATH "./IPC/SDR-1000-0-meter.chan"
  55 #define METERMULT (2)
  56 #define PWSPATH "./IPC/SDR-1000-0-pws.chan"
  57 #define PWSMULT (32768)
  58
  59 #endif
  60 //------------------------------------------------------------------------
  61
  62 #ifdef _WINDOWS
  63 PRIVATE DWORD WINAPI
  64 process_updates_thread(void) {
  65   size_t tmp;
  66   while (top.running) {
  67     while (newupdates()) {
  68       tmp = ringb_read_space(uni.update.chan.c->rb);
  69       getChan_nowait(uni.update.chan.c, top.parm.buff, tmp);
  70       do_update(top.parm.buff);
  71     }
  72   }
  73   ExitThread(0);
  74 }
  75
  76 //========================================================================
  77
  78 PRIVATE void
  79 gethold(void) {
  80   ringb_write(top.jack.ring.o.l, (char *) top.hold.buf.l, top.hold.size.bytes);
  81   ringb_write(top.jack.ring.o.r, (char *) top.hold.buf.r, top.hold.size.bytes);
  82   ringb_read(top.jack.ring.i.l, (char *) top.hold.buf.l, top.hold.size.bytes);
  83   ringb_read(top.jack.ring.i.r, (char *) top.hold.buf.r, top.hold.size.bytes);
  84 }
  85
  86 PRIVATE BOOLEAN canhold(void) {
  87   return ringb_read_space(top.jack.ring.i.l) >= top.hold.size.bytes;
  88 }
  89
  90
  91 #else
  92
  93 //========================================================================
  94
  95 PRIVATE void
  96 process_updates_thread(void) {
  97   while (top.running) {
  98     while (fgets(top.parm.buff, sizeof(top.parm.buff), top.parm.fp))
  99       do_update(top.parm.buff, top.verbose ? stderr : 0);
 100   }
 101   pthread_exit(0);
 102 }
 103
 104 PRIVATE void
 105 gethold(void) {
 106   jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.o.l, (char *) top.hold.buf.l, top.hold.size.bytes);
 107   jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.o.r, (char *) top.hold.buf.r, top.hold.size.bytes);
 108   jack_ringbuffer_read(top.jack.ring.i.l, (char *) top.hold.buf.l, top.hold.size.bytes);
 109   jack_ringbuffer_read(top.jack.ring.i.r, (char *) top.hold.buf.r, top.hold.size.bytes);
 110 }
 111
 112 PRIVATE BOOLEAN canhold(void) {
 113   return jack_ringbuffer_read_space(top.jack.ring.i.l) >= top.hold.size.bytes;
 114 }
 115
 116 #endif
 117
 118 PRIVATE void
 119 run_mute(void) {
 120   memset((char *) top.hold.buf.l, 0, top.hold.size.bytes);
 121   memset((char *) top.hold.buf.r, 0, top.hold.size.bytes);
 122 }
 123
 124 PRIVATE void
 125 run_pass(void) {}
 126
 127 PRIVATE void
 128 run_play(void) {
 129   process_samples(top.hold.buf.l, top.hold.buf.r, top.hold.size.frames);
 130 }
 131
 132 // NB do not set RUN_SWCH directly via setRunState;
 133 // use setSWCH instead
 134
 135 PRIVATE void
 136 run_swch(void) {
 137   if (top.swch.bfct.have == 0) {
 138     // first time
 139     // apply ramp down
 140     int i, m = top.swch.fade, n = top.swch.tail;
 141     for (i = 0; i < m; i++) {
 142       float w = (float) 1.0 - (float) i / m;
 143       top.hold.buf.l[i] *= w, top.hold.buf.r[i] *= w;
 144     }
 145     memset((char *) (top.hold.buf.l + m), 0, n);
 146     memset((char *) (top.hold.buf.r + m), 0, n);
 147     top.swch.bfct.have++;
 148   } else if (top.swch.bfct.have < top.swch.bfct.want) {
 149     // in medias res
 150     memset((char *) top.hold.buf.l, 0, top.hold.size.bytes);
 151     memset((char *) top.hold.buf.r, 0, top.hold.size.bytes);
 152     top.swch.bfct.have++;
 153   } else {
 154     // last time
 155     // apply ramp up
 156     int i, m = top.swch.fade, n = top.swch.tail;
 157     for (i = 0; i < m; i++) {
 158       float w = (float) i / m;
 159       top.hold.buf.l[i] *= w, top.hold.buf.r[i] *= w;
 160     }
 161     uni.mode.trx = top.swch.trx.next;
 162     top.state = top.swch.run.last;
 163     top.swch.bfct.want = top.swch.bfct.have = 0;
 164   }
 165
 166   process_samples(top.hold.buf.l, top.hold.buf.r, top.hold.size.frames);
 167 }
 168
 169 //========================================================================
 170
 171 #ifdef _WINDOWS
 172
 173 static int exchptr = 0;
 174 DttSP_EXP void
 175 exchange_samples(float *input, float *output, int nframes) {
 176   int i, j;
 177   for (i = 0, j = 0; i < nframes; i++, j += 2) {
 178     ringb_read(top.jack.ring.o.l, (char *) &output[j], sizeof(float));
 179     ringb_read(top.jack.ring.o.r, (char *) &output[j + 1], sizeof(float));
 180     ringb_write(top.jack.ring.i.l, (char *) &input[j], sizeof(float));
 181     ringb_write(top.jack.ring.i.r, (char *) &input[j + 1], sizeof(float));
 182   }
 183   if (ringb_read_space(top.jack.ring.i.l) >= top.hold.size.bytes)
 184     ReleaseSemaphore(top.sync.buf.sem, 1L, NULL);
 185 }
 186
 187 DttSP_EXP void
 188 audioreset(void) { exchptr = 0; }
 189
 190 PRIVATE DWORD WINAPI
 191 process_samples_thread(void) {
 192   while (top.running) {
 193     WaitForSingleObject(top.sync.buf.sem, INFINITE);
 194     WaitForSingleObject(top.sync.upd.sem, INFINITE);
 195     do {
 196       gethold();
 197       switch (top.state) {
 198       case RUN_MUTE:
 199         run_mute();
 200         break;
 201       case RUN_PASS:
 202         run_pass();
 203         break;
 204       case RUN_PLAY:
 205         run_play();
 206         break;
 207       case RUN_SWCH:
 208         run_swch();
 209         break;
 210       }
 211     } while (canhold());
 212     ReleaseSemaphore(top.sync.upd.sem, 1L, NULL);
 213   }
 214   ExitThread(0);
 215   return 1;
 216 }
 217
 218 #else   /*  */
 219
 220 PRIVATE void
 221 audio_callback(jack_nframes_t nframes, void *arg) {
 222   float *lp, *rp;
 223   int nbytes = nframes * sizeof(float);
 224
 225   // output: copy from ring to port
 226   lp = (float *) jack_port_get_buffer(top.jack.port.o.l, nframes);
 227   rp = (float *) jack_port_get_buffer(top.jack.port.o.r, nframes);
 228   jack_ringbuffer_read(top.jack.ring.o.l, (char *) lp, nbytes);
 229   jack_ringbuffer_read(top.jack.ring.o.r, (char *) rp, nbytes);
 230
 231   // input: copy from port to ring
 232   lp = (float *) jack_port_get_buffer(top.jack.port.i.l, nframes);
 233   rp = (float *) jack_port_get_buffer(top.jack.port.i.r, nframes);
 234   jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.i.l, (char *) lp, nbytes);
 235   jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.i.r, (char *) rp, nbytes);
 236
 237   // if enough accumulated in ring, fire dsp
 238   if (jack_ringbuffer_read_space(top.jack.ring.i.l) >= top.hold.size.bytes)
 239     sem_post(&top.sync.buf.sem);
 240 }
 241
 242 PRIVATE void
 243 process_samples_thread(void) {
 244   while (top.running) {
 245     sem_wait(&top.sync.buf.sem);
 246     do {
 247       gethold();
 248       sem_wait(&top.sync.upd.sem);
 249       switch (top.state) {
 250       case RUN_MUTE:
 251         run_mute();
 252         break;
 253       case RUN_PASS:
 254         run_pass();
 255         break;
 256       case RUN_PLAY:
 257         run_play();
 258         break;
 259       case RUN_SWCH:
 260         run_swch();
 261         break;
 262       }
 263       sem_post(&top.sync.upd.sem);
 264     } while (canhold());
 265   }
 266   pthread_exit(0);
 267 }
 268
 269 #endif
 270
 271 //========================================================================
 272
 273 #ifdef _WINDOWS
 274 DttSP_EXP  void
 275 execute(void) {
 276   ResumeThread(top.thrd.trx.thrd);
 277 }
 278
 279 DttSP_EXP void
 280 closeup(void) {
 281   extern void destroy_workspace();
 282   TerminateThread(top.thrd.trx.thrd, 0L);
 283   CloseHandle(top.thrd.trx.thrd);
 284   CloseHandle(top.thrd.upd.thrd);
 285   CloseHandle(top.sync.buf.sem);
 286   CloseHandle(top.sync.upd.sem);
 287   destroy_workspace();
 288 }
 289
 290 #else
 291
 292 PRIVATE void
 293 execute(void) {
 294   sem_post(&top.sync.upd.sem);
 295
 296   // start audio processing
 297   if (jack_activate(top.jack.client))
 298     perror("cannot activate jack client"), exit(1);
 299
 300   // wait for threads to terminate
 301   pthread_join(top.thrd.trx.id, 0);
 302   pthread_join(top.thrd.upd.id, 0);
 303
 304   // stop audio processing
 305   jack_client_close(top.jack.client);
 306 }
 307
 308 PRIVATE void
 309 closeup(void) { exit(0); }
 310
 311 PRIVATE void
 312 usage(void) {
 313   fprintf(stderr, "usage:\n");
 314   fprintf(stderr, "-m\n");
 315   fprintf(stderr, "-v\n");
 316   exit(1);
 317 }
 318
 319 PRIVATE void
 320 nonblock(int fd) {
 321   long arg;
 322   arg = fcntl(fd, F_GETFL);
 323   arg |= O_NONBLOCK;
 324 /*  if (fcntl(fd, F_GETFL, &arg) >= 0)
 325     fcntl(fd, F_SETFL, arg | O_NONBLOCK); */
 326     fcntl(fd, F_SETFL, arg);
 327 }
 328
 329 #endif
 330
 331 //........................................................................
 332
 333 PRIVATE void
 334 setup_meter(void) {
 335   uni.meter.flag = TRUE;
 336   uni.meter.chan.path = METERPATH;
 337   uni.meter.chan.size = METERMULT * sizeof(REAL);
 338   uni.meter.val = -200.0;
 339   uni.meter.chan.c = openChan(uni.meter.chan.path, uni.meter.chan.size);
 340 }
 341
 342 PRIVATE void
 343 setup_powerspectrum(void) {
 344   uni.powsp.flag = TRUE;
 345   uni.powsp.chan.path = PWSPATH;
 346   uni.powsp.chan.size = 8192 * sizeof(COMPLEX);
 347   uni.powsp.buf = newCXB(4096, NULL, "PowerSpectrum Chan Buffer");
 348   uni.powsp.fftsize = 4096;
 349   uni.powsp.chan.c = openChan(uni.powsp.chan.path, uni.powsp.chan.size);
 350 }
 351
 352 PRIVATE void
 353 setup_switching(void) {
 354   top.swch.fade = (int) (0.1 * uni.buflen + 0.5);
 355   top.swch.tail = (top.hold.size.frames - top.swch.fade) * sizeof(float);
 356 }
 357
 358 PRIVATE void
 359 setup_local_audio(void) {
 360   top.hold.size.frames = uni.buflen;
 361   top.hold.size.bytes = top.hold.size.frames * sizeof(float);
 362   top.hold.buf.l = (float *) safealloc(top.hold.size.frames, sizeof(float),
 363                                        "main hold buffer left");
 364   top.hold.buf.r = (float *) safealloc(top.hold.size.frames, sizeof(float),
 365                                        "main hold buffer right");
 366 }
 367
 368 #ifdef _WINDOWS
 369
 370 PRIVATE void
 371 setup_updates(void) {
 372   uni.update.flag = TRUE;
 373   uni.update.chan.path = NULL;
 374   uni.update.chan.size = 4096;
 375   uni.update.chan.c = openChan(uni.update.chan.path, uni.update.chan.size);
 376 } PRIVATE void
 377
 378 setup_system_audio(void) {
 379   sprintf(top.jack.name, "sdr-%d", top.pid);
 380   top.jack.ring.i.l = ringb_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 381   top.jack.ring.i.r = ringb_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 382   top.jack.ring.o.l = ringb_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 383   top.jack.ring.o.r = ringb_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 384   {
 385     unsigned int i;
 386     char zero = 0;
 387     for (i = 0; i < top.hold.size.bytes; i++) {
 388       ringb_write(top.jack.ring.o.l, &zero, 1);
 389       ringb_write(top.jack.ring.o.r, &zero, 1);
 390     }
 391   }
 392 }
 393
 394 DttSP_EXP void
 395 release_update(void) {}
 396
 397 DttSP_EXP void
 398 suspend_sdr(void) { SuspendThread(top.thrd.trx.thrd); }
 399
 400 PRIVATE void
 401 setup_threading(void) {
 402   top.sync.upd.sem = CreateSemaphore(NULL, 1L, 1L, "UpdateSemaphore");
 403   top.sync.buf.sem = CreateSemaphore(NULL, 0L, 1L, "Process Samples Semaphore");
 404   top.thrd.trx.thrd = CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL, 0L, process_samples_thread,
 405                                    NULL, CREATE_SUSPENDED, &top.thrd.trx.id);
 406   SetThreadPriority(top.thrd.trx.thrd, THREAD_PRIORITY_HIGHEST);
 407 }
 408
 409 DttSP_EXP void
 410 setup_sdr(void) {
 411   top.pid = GetCurrentThreadId();
 412   top.uid = 0L;
 413   top.running = TRUE;
 414   top.state = RUN_PLAY;
 415   setup_meter();
 416   setup_powerspectrum();
 417   setup_updates();
 418   uni.meter.flag = TRUE;
 419   top.verbose = FALSE;
 420   setup_workspace();
 421   setup_local_audio();
 422   setup_system_audio();
 423   setup_threading();
 424   setup_switching();
 425 }
 426
 427 #else
 428
 429 PRIVATE void
 430 setup_updates(void) {
 431   top.parm.path = PARMPATH;
 432   if ((top.parm.fd = open(top.parm.path, O_RDWR)) == -1)
 433     perror(top.parm.path), exit(1);
 434   if (!(top.parm.fp = fdopen(top.parm.fd, "r+"))) {
 435     fprintf(stderr, "can't fdopen parm pipe %s\n", PARMPATH);
 436     exit(1);
 437   }
 438 }
 439
 440 PRIVATE void
 441 setup_system_audio(void) {
 442   sprintf(top.jack.name, "sdr-%d", top.pid);
 443   if (!(top.jack.client = jack_client_new(top.jack.name)))
 444     perror("can't make client -- jack not running?"), exit(1);
 445   jack_set_process_callback(top.jack.client, (void *) audio_callback, 0);
 446   top.jack.port.i.l = jack_port_register(top.jack.client,
 447                                          "il",
 448                                          JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE,
 449                                          JackPortIsInput,
 450                                          0);
 451   top.jack.port.i.r = jack_port_register(top.jack.client,
 452                                          "ir",
 453                                          JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE,
 454                                          JackPortIsInput,
 455                                          0);
 456   top.jack.port.o.l = jack_port_register(top.jack.client,
 457                                          "ol",
 458                                          JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE,
 459                                          JackPortIsOutput,
 460                                          0);
 461   top.jack.port.o.r = jack_port_register(top.jack.client,
 462                                          "or",
 463                                          JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE,
 464                                          JackPortIsOutput,
 465                                          0);
 466   top.jack.ring.i.l = jack_ringbuffer_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 467   top.jack.ring.i.r = jack_ringbuffer_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 468   top.jack.ring.o.l = jack_ringbuffer_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 469   top.jack.ring.o.r = jack_ringbuffer_create(top.hold.size.bytes * RINGMULT);
 470   {
 471     int i;
 472     char zero = 0;
 473     for (i = 0; i < top.hold.size.bytes * RINGMULT / 2; i++) {
 474       jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.o.l, &zero, 1);
 475       jack_ringbuffer_write(top.jack.ring.o.r, &zero, 1);
 476     }
 477   }
 478 }
 479
 480 PRIVATE void
 481 setup_threading(void) {
 482   sem_init(&top.sync.upd.sem, 0, 0);
 483   pthread_create(&top.thrd.upd.id, NULL, (void *) process_updates_thread, NULL);
 484   sem_init(&top.sync.buf.sem, 0, 0);
 485   pthread_create(&top.thrd.trx.id, NULL, (void *) process_samples_thread, NULL);
 486 }
 487
 488 //========================================================================
 489
 490 PRIVATE void
 491 setup(int argc, char **argv) {
 492   int i;
 493   top.pid = getpid();
 494   top.uid = getuid();
 495   top.start_tv = now_tv();
 496   top.running = TRUE;
 497   top.verbose = FALSE;
 498   top.state = RUN_PLAY;
 499   setup_meter();
 500   setup_updates();
 501   for (i = 1; i < argc; i++)
 502     if (argv[i][0] == '-')
 503       switch (argv[i][1]) {
 504       case 'm':
 505         uni.meter.flag = TRUE;
 506         break;
 507       case 'v':
 508         top.verbose = TRUE;
 509         break;
 510       default:
 511         usage();
 512       }
 513     else break;
 514   if (i < argc) {
 515     if (!freopen(argv[i], "r", stdin))
 516       perror(argv[i]), exit(1);
 517     i++;
 518   }
 519   setup_workspace();
 520   setup_local_audio();
 521   setup_system_audio();
 522   setup_threading();
 523   setup_switching();
 524 }
 525
 526
 527 //========================================================================
 528
 529 int
 530 main(int argc, char **argv) {
 531   setup(argc, argv), execute(), closeup();
 532 }
 533
 534 #endif